一种富氧发生器制造技术

本发明专利技术公开一种富氧发生器，涉及航天发动机技术领域，能够确保对身部的冷却作用下，且其构造简单

【技术实现步骤摘要】
一种富氧发生器


[0001]本专利技术涉及航天发动机
，尤其涉及一种富氧发生器
。

技术介绍

[0002]全流量补燃循环液氧甲烷发动机是一种技术先进
、
成本低
、
可重复使用的高性能航天动力系统，是未来液体动力发展的重要发展方向
。
液氧
‑
液态甲烷推进剂组合的特点是密度比冲高
、
资源丰富，成本低且安全性高，且液氧和液态甲烷均为低温推进剂，是较佳的再生冷却剂
。
以液氧
‑
液态甲烷为推进剂的全流量补燃循环发动机具有高可靠性
、
可重复使用的优势
。
[0003]富氧发生器是发动机的重要组件，其通过组织液氧和液态甲烷在极高混合比条件下燃烧，产生下游推力室所需的高温富氧燃气
。
进入富氧发生器中的液氧流量较大，液氧的流路设计至关重要，按照现有液氧流路的设计方法，有三种主流方案
。
方案一为液氧全部从身部进入，逆流流经身部，对身部进行冷却后，进入富氧发生器头部参与燃烧；方案二为液氧全部从头部进入，直接参与燃烧，对身部不进行冷却；方案三为液氧分两路进入富氧发生器，一部分液氧从身部进入，一部分液氧从头部进入，从身部进入的液氧逆流流经身部后，与从富氧发生器头部进入的液氧在头部汇合参与燃烧
。
由于液氧
‑
液态甲烷富氧发生器的工作混合比极高，进入富氧发生器的液氧流量巨大，采用方案一时，富氧发生器身部流阻过大，造成上游氧化剂主泵的负荷偏大，该方案无法采用
。
方案二中，由于富氧发生器内是高温极富氧环境，身部有较高的热防护要求，需要足够的冷却剂参与身部壁面冷却，而方案二无法实现对身部的冷却作用
。
方案三需要两个液氧入口，此种情况下，增加了发动机系统的结构复杂程度
。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种富氧发生器，能够确保对身部的冷却作用下，且其构造简单
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术提供一种富氧发生器，包括头部和身部，头部具有用于通入第一推进剂的第一入口，身部固定设置于头部
。
身部具有贯通的第一腔体，身部的内壁与身部的外壁之间开设有沿身部的周向设置的第二腔体
。
头部还包括喷注器和点火器，喷注器具有连通的第一接入口和第一输出口，以及连通的第二接入口和第二输出口
。
第一输出口和第二输出口均与第一腔体连通，第一输出口的输出端和第二输出口的输出端位于喷注器的靠近身部的端面上，喷注器的第一接入口与第一入口连通，用于接收第一推进剂
。
点火器的出口端头与喷注器的靠近身部的一端面平齐
。
富氧发生器还包括壳体，壳体套设于身部外，壳体的内壁与身部的外壁之间形成第三腔体，第二腔体的远离头部的一端与第三腔体连通，第二腔体的靠近头部的一端和第三腔体的靠近头部的一端均与喷注器的第二接入口连通；壳体上设置有用于通入第二推进剂的第二入口，第二入口与第三腔体连通
。
[0006]采用上述技术方案时，本专利技术提供的富氧发生器包括头部和身部，头部具有用于
通入第一推进剂的第一入口，头部包括喷注器和点火器，喷注器的第一接入口与第一入口连通，用于接收第一推进剂
。
第一接入口与第一输出口连通，第一输出口的输出端位于喷注器的靠近身部的端面上，且第一输出口与第一腔体连通，第一输出口用于将第一推进剂喷注至第一腔体内
。
第二推进剂从第二入口流动至第三腔体内，第二推进剂的射流撞击在身部的外壁上，一方面，使得第二推进剂沿着身部的周向分布在第三腔体内，另一方面，使得从第二入口通入的第二推进剂被分成两部分，将该两部分定义为第一部分和第二部分
。
第一部分的第二推进剂在第三腔体内向靠近头部的一侧流动，由于第三腔体的靠近头部的一端与第二接入口连通，因此，第一部分的第二推进剂被第二接入口接收
。
第二部分的第二推进剂在第三腔体内向远离头部的一侧流动，然后该第二部分的第二推进剂流动至第二腔体内，并从第二腔体的远离头部的一端向靠近头部的一端流动，对身部的内壁进行冷却
。
之后，该第二部分的第二推进剂被与第二腔体连通的第二接入口接收，并与第一部分的第二推进剂汇合，并经过第二输出口喷注至第一腔体内
。
第一推进剂和第二推进剂经点火器点火，在第一腔体内进行燃烧，生成高温燃气
。
本专利技术提供的富氧发生器，仅设置一个用于通入第二推进剂的第二入口，即可实现对身部的冷却作用
。
相较于现有的技术方案，本专利技术提供的富氧发生器结构简单，工作可靠
。
附图说明
[0007]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定
。
在附图中：
[0008]图1为本专利技术实施例提供的富氧发生器的示意图以及第二推进剂的流路示意图
。
[0009]附图标记：
[0010]1—
头部，
2—
身部，
3—
第一腔体，
4—
第二腔体，
5—
第一入口，
6—
壳体，
7—
第三腔体，
8—
第二入口，
9—
第一节流元件，
10—
第二节流元件，
[0011]11—
第一流路，
12—
第二流路
。
具体实施方式
[0012]为了使本专利技术所要解决的技术问题
、
技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明
。
应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术
。
[0013]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上
。
当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上
。
[0014]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征
。
在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定
。“若干”的含义是一个或一个以上，除非另有明确具体的限定
。
[0015]在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种富氧发生器，其特征在于，包括头部和身部，所述头部具有用于通入第一推进剂的第一入口，所述身部固定设置于所述头部；所述身部具有贯通的第一腔体，所述身部的内壁与所述身部的外壁之间开设有沿所述身部的周向设置的第二腔体；所述头部还包括喷注器和点火器，所述喷注器具有连通的第一接入口和第一输出口，以及连通的第二接入口和第二输出口；所述第一输出口和所述第二输出口均与所述第一腔体连通，所述第一输出口的输出端和所述第二输出口的输出端位于所述喷注器的靠近所述身部的端面上；所述喷注器的第一接入口与所述第一入口连通，用于接收所述第一推进剂；所述点火器的出口端头与所述喷注器的靠近所述身部的一端面平齐；所述富氧发生器还包括壳体，所述壳体套设于所述身部外，所述壳体的内壁与所述身部的外壁之间形成第三腔体，所述第二腔体的远离所述头部的一端与所述第三腔体连通，所述第二腔体的靠近所述头部的一端和所述第三腔体的靠近所述头部的一端均与所述喷注器的第二接入口连通；所述壳体上设置有用于通入第二推进剂的第二入口，所述第二入口与所述第三腔体连通
。2.
根据权利要求1所述的富氧发生器，其特征在于，所述第二入口位于所述身部沿轴线方向上的中部
。3.
根据权利要求1所述的富氧发生器，其特征在于，沿所述身部的轴线延伸方向，所述第二腔体延伸至所述身部的远离所述头部的一端
。4.
根据权利要3所述的富氧发生器，其特征在于，所述第二腔体远离所述头部的一端和所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：房喜荣，肖虹，刘昭宇，王焕燃，李悦，张尚，郭亚飞，
申请(专利权)人：西安航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：